EL PROFESOR VIRTUAL

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Tema 4 Evolución y origen de la vida
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1.- EL COMIENZO DE LA VIDA
Desde que la Tierra se formó hasta que
aparecieron las primeras formas de vida pasaron
800 millones de años.
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En cuanto a la aparición de los primeros indicios
de vida en la Tierra existen varias teorías,
algunas de las cuales estudiaremos a continuación.
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1.1.- La teoría de la generación espontánea
Es una teoría conocida también con el nombre de
autogénesis, muy antigua (de hecho se le atribuye
a Aristóteles, filósofo griego nacido en el año
384 a.C.) que defiende que la vida se origina a
partir de objetos inanimados bajo determinadas
condiciones.
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Por ejemplo, en el antiguo Egipto se creía que el
calor del Sol sobre los sedimentos del río Nilo
formaba serpientes y cocodrilos, o en una obra
del siglo XVII se nombra un árbol cuyas hojas se
transformaban en peces si caían al agua y en aves
si caían en tierra.
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Otro ejemplo es el caso del científico Helmont
que también en el siglo XVII escribió que cuando
una camisa sudada era frotada con maíz, al cabo
de 21 días aparecían ratones y gusanos (eso lo
dijo después de ver a su hermano gemelo llegar de
una fiesta sudado y con ratones a su alrededor).
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Incluso se ha comprobado la existencia de recetas
en las que se explica cómo originar seres vivos a
partir de todo tipo de materiales (barro,
estiércol, restos de alimentos).
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El origen de esta teoría tiene cierta lógica
teniendo en cuenta que antiguamente se escribían
teorías apoyándose únicamente en la observación,
y que en este caso se observó que al dejar un
trozo de carne varios días en un lugar cálido y
húmedo aparecían larvas de moscas y gusanos en la
carne.
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A finales del siglo XVII se empiezan a realizar
los primeros experimentos que ponen en duda esta
teoría y otros experimentos posteriores
terminaron por refutar esta teoría.
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Algunos de estos experimentos fueron los
siguientes
El experimento de Redi Francesco Redi, un médico
italiano, realizó un experimento en 1668 en el
que colocó cuatro vasos en los que puso
respectivamente un pedazo de serpiente, pescado,
anguilas y un trozo de carne de buey.
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Preparó luego otros cuatro vasos con los mismos
materiales y los dejó abiertos, mientras que los
primeros permanecían cerrados herméticamente. Al
poco tiempo algunas moscas fueron atraídas por
los alimentos dejados en los vasos abiertos y
entraron a comer y a poner huevos transcurrido
un lapso de tiempo, en esta serie de vasos
comenzaron a aparecer algunas larvas.
Esto no pasó en los vasos cerrados, ni siquiera
después de varios meses.
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Por tal motivo, Redi llegó a la conclusión que
las larvas (gusanos) se originaban de las moscas
y no por generación espontánea de la carne en
descomposición.
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Algunos objetaron a Redi diciendo que en los
vasos cerrados había faltado circulación del aire
(el principio activo o principio vital) y eso
había impedido la generación espontánea.
Redi realizó un segundo experimento.
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Esta vez los vasos del experimento no fueron
cerrados herméticamente, sino sólo recubiertos
con gasa. El aire, por lo tanto, podía circular.
El resultado fue idéntico al del anterior
experimento, ya que la gasa impedía el acceso de
insectos a los vasos y la consiguiente deposición
de los huevos, y en consecuencia no se daba el
nacimiento de las larvas.
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Con estas simples experiencias, Redi demostró que
las larvas de la carne putrefacta se
desarrollaban de huevos de moscas y no por una
transformación de la carne, como afirmaban los
partidarios de la abiogénesis.
Los resultados de Redi fortalecieron la
biogénesis, teoría que sostiene que el origen de
un ser vivo solamente se produce a partir de otro
ser vivo.
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El experimento de Pasteur En la segunda mitad
del siglo XIX, Luis Pasteur realizó una serie de
experimentos que probaron definitivamente que
también los microbios se originaban a partir de
otros microorganismos.
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Pasteur estudió de forma independiente el mismo
fenómeno que Redi. Utilizó dos matraces de cuello
de cisne (similares a un Balón de destilación con
boca larga y encorvada). Estos matraces tienen
los cuellos muy alargados que se van haciendo
cada vez más finos, terminando en una apertura
pequeña, y tienen forma de "S".
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En cada uno de ellos metió cantidades iguales de
caldo de carne (o caldo nutritivo) y los hizo
hervir para poder eliminar los posibles
microorganismos presentes en el caldo.
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La forma de "S" era para que el aire pudiera
entrar y sin embargo que los microorganismos se
quedasen atrapados en las curvas del tubo.
Pasado un tiempo observó que ninguno de los
caldos presentaba seña alguna de la presencia de
algún microorganismo y cortó el tubo de uno de
los matraces.
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El matraz abierto tardó poco en descomponerse,
mientras que el cerrado permaneció en su estado
inicial.
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Pasteur demostró así que los microorganismos
tampoco provenían de la generación espontánea.
Gracias a Pasteur, la idea de la generación
espontánea fue desterrada del pensamiento
científico y a partir de entonces se aceptó de
forma general el principio que decía que todo ser
vivo procede de otro ser vivo.
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Aún se conservan en museo algunos de estos
matraces que utilizó Pasteur para su experimento,
y siguen permaneciendo estériles.
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1.2.- Teoría de la panspermia
Esta teoría defiende el origen extraterrestre de
la vida en la Tierra.
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Dicha teoría se apoya en el hecho de que las
primeras formas de vida aparecidas en la Tierra
se pueden encontrar en muchos lugares del
universo (fuera de la Tierra) y que ciertos
organismos terrestres, llamados extremófilos,
tremendamente resistentes a condiciones adversas,
es más probable que surgieran fuera de la Tierra
y que viajaran por el espacio para colonizar
otros planetas, entre ellos en nuestro.
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Dentro de los defensores de esta teoría hay
quienes piensan que las primeras formas de vida
llegaron a la Tierra contenidas en los meteoritos
procedentes de algún planeta en el que ya
existían.
También hay quienes piensan, que fueron seres
extraterrestres los que vinieron a la Tierra a
dejar conscientemente microorganismos.
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La explicación más aceptada de esta teoría es que
algún ser vivo primitivo (probablemente alguna
bacteria) viniera del planeta Marte.
Los rastros de masa de agua encontrados en la
superficie de Marte hacen pensar que este planeta
tuvo seres vivos.
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Tras impactar algún meteorito en Marte, alguna de
estas formas de vida quedó atrapada en algún
fragmento, y entonces se dirigió con él a la
Tierra, lugar en el que impactó.
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Tras el impacto dicha bacteria sobrevivió y logró
adaptarse a las condiciones ambientales y
químicas de la Tierra primitiva, logrando
reproducirse para de esta manera perpetuar su
especie.
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Con el paso del tiempo dichas formas de vida
fueron evolucionando hasta generar la
biodiversidad existente en la actualidad.
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A esta teoría se le pueden poner dos objeciones
Que no explica cómo se había formado la vida en
ese planeta ficticio.
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Que sería imposible que cualquier forma de vida
lograra atravesar la atmósfera de la Tierra sin
quemarse, porque se ha comprobado que cuando
llega a penetrar algún meteorito en el planeta,
alcanza temperaturas muy elevadas.
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1.3.- La teoría de Oparin
A comienzos del siglo XX, el científico ruso
Alexander Ivanovich Oparin elaboró razonadamente
la teoría que lleva su nombre sobre el origen de
la vida en la Tierra, y que ha servido de base
para elaborar la hipótesis aceptada actualmente
por la mayoría de los científicos.
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Además hay otro científico, el biólogo inglés
John Haldane, que trabajando por su cuenta llegó
a la misma conclusión.
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La atmósfera es una envoltura gaseosa que rodea a
los cuerpos celestes. La terrestre comenzó a
formarse hace más de 4500 millones de años con el
nacimiento de la Tierra.
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Inicialmente los principales gases que formaban
esta envoltura eran hidrógeno, metano, amoníaco y
vapor de agua.
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Sin embargo, la mayor parte de esta atmósfera
primitiva se perdería en el espacio, y los nuevos
gases que se fueron liberando de las rocas que
forman nuestro planeta se acumularían en la
atmósfera que actualmente está formada por
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Gracias a sus conocimientos de astronomía, Oparin
sabía que la atmósfera primitiva (la que había
hace más de cuatro mil quinientos millones de
años) estaba compuesta por hidrógeno, metano,
amoníaco y vapor de agua es decir, que era una
atmósfera muy rica en hidrógeno y pobre en
oxígeno con otros elementos como el carbono o el
nitrógeno.
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Los elementos de esta mezcla gaseosa, gracias a
la energía que desprenden los rayos solares y
las descargas eléctricas de las tormentas,
podrían haber producido reacciones químicas entre
ellos dando lugar a una gran cantidad de
moléculas sencillas (como por ejemplo
aminoácidos).
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La Tierra, al formarse, era un planeta con mucha
actividad volcánica y con una temperatura muy
elevada, por eso el agua existente en este
planeta no estaba en estado líquido, sino que se
encontraba en forma de vapor de agua procedente
de las numerosas erupciones volcánicas que se
producían.
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La bajada de la temperatura terrestre y la
llegada de las primeras lluvias, hizo que estas
moléculas de aminoácidos formadas en la atmósfera
cayeran a la Tierra arrastradas por la lluvia.
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Las moléculas de aminoácidos, con el estímulo del
calor terrestre se podrían unir entre ellas
mediante un enlace químico formándose así
moléculas más complejas como proteínas o
polisacáridos, que serán los futuros componentes
de los seres vivos.
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Por otro lado, la cantidad de lluvia acumulada
durante miles o millones de años acabó provocando
la aparición de los primeros mares de la Tierra
llamados por Oparin sopas o caldos primitivos
(eran aguas más calientes y menos profundas que
las de los mares actuales).
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Hacia estos mares fueron arrastradas, con las
lluvias, las moléculas que permanecían sobre la
superficie de la Tierra.
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Durante un tiempo incalculable, estas moléculas
que se acumularían en los mares primitivos se
combinaban, se rompían y nuevamente volvían a
combinarse de otra manera diferente, apareciendo
cada vez más tipos distintos de moléculas cada
vez más complejas.
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Estas moléculas debieron aislarse del medio
rodeándose de una membrana selectiva (que aunque
las aislaba, les permitía relacionarse con otras
moléculas del medio) y formaron unas estructuras
que Oparin denominó coacervados.
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Los coacervados no pueden ser considerados como
células verdaderas, ya que no poseen ni orgánulos
celulares ni ADN y ARN necesarios para la
transmisión de caracteres hereditarios y la
síntesis de proteínas.
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Posteriormente, los coacervados que no
desaparecieron dieron lugar a moléculas con
capacidad de autoduplicarse los ácidos
nucleicos, momento en el cual se considera que
están formadas las primeras formas de vida
llamadas progenotas.
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Algunas de las afirmaciones de Oparin han sido
comprobadas experimentalmente, en concreto el
científico norteamericano Stanley Miller demostró
que las primeras moléculas que surgieron en
nuestro planeta pudieron haber surgido como
explicaba Oparin.
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Experimento de Miller Miller introdujo en un
recipiente una mezcla de los gases que se cree
que formaban la atmósfera primitiva.
Aplicando descargas eléctricas observó que se
formaban distintos tipos de moléculas simples,
entre ellas aminoácidos.
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1.4.- Hipótesis actual
La teoría de Oparin es la más aceptada por la
comunidad científica, si bien más tarde fue
completada y sufrió algunas modificaciones.
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Por ejemplo, para la formación de moléculas
complejas a partir de moléculas simples, es
necesaria la presencia de ciertos minerales que
no estaban presentes en los caldos primitivos,
por lo que se cree que la formación de estas
moléculas se produjo en las zonas arcillosas y no
en esos mares, aunque tras su formación fueran
arrastradas hacia ellos.
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También se pudo demostrar posteriormente que el
primer ácido nucleico en aparecer fue el ARN, que
es más sencillo que el ADN que surgió después.
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Las mayores dificultades que han encontrado los
científicos son las de explicar cómo se produce
el paso de los coacervados al progenota es
decir, cómo se forma el primer organismo vivo.